虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用研究

摘要：文章闡述了虛擬制造的定義與特點(diǎn)以及虛擬制造技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)系，介紹了虛擬制造的分類(lèi)，重點(diǎn)介紹了虛擬制造技術(shù)在機(jī)械加工業(yè)中的應(yīng)用和典型的虛擬制造技術(shù)。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)技術(shù)；機(jī)械加工；加工應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）18-0075-01

1虛擬制造的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分析

利用有效的方法，在Visual C++經(jīng)過(guò)編譯虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可自動(dòng)生成.ocx格式的ActiveX控件文件，之后將這一文件輸入Internet Web瀏覽器中便可運(yùn)行。其中.ocx文件中涉及到虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，當(dāng)這些內(nèi)容輸入至Internet Web瀏覽器后便可在Internet上運(yùn)行，并在Web技術(shù)的輔助下完成網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建。本章將著重論述ActiveX控件在Web上的運(yùn)行原理，具體內(nèi)容如下：

將ActiveX控件直接嵌入Web上，這一過(guò)程需要在

另外，為確保ActiveX控件在Internet上高效有序運(yùn)行關(guān)鍵依托于ActiveX模型由服務(wù)器端和客戶端構(gòu)成，二者之間呈現(xiàn)完全對(duì)等關(guān)系。ctiveX模型背景下，無(wú)論客戶端還是服務(wù)器端均可使用ActiveX控件，并且客戶端與服務(wù)器端在使用ActiveX控件時(shí)相互獨(dú)立進(jìn)行，以此大大提高了客戶端和服務(wù)器端的運(yùn)行效率。

虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，客戶便為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，當(dāng)學(xué)生置于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上開(kāi)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，首先，從服務(wù)器中下載該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的ActiveX控件，之后對(duì)ActiveX控件進(jìn)行安裝注冊(cè)，上述兩步驟均需借助實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成。然后ActiveX控件便可作為一個(gè)應(yīng)用程序，此時(shí)學(xué)生可規(guī)避服務(wù)器端的影響直接利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)。這一運(yùn)行方式既能夠提高實(shí)驗(yàn)效率和質(zhì)量，又能夠減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。

2工廠機(jī)械加工技術(shù)中存在的問(wèn)題

2.1應(yīng)用機(jī)械加工技術(shù)安全維護(hù)不到位

由于我國(guó)工廠市場(chǎng)起步比較晚，以至于現(xiàn)行諸多機(jī)械加工技術(shù)制度機(jī)制還有待進(jìn)一步成熟與完善，工廠應(yīng)用企業(yè)中部分領(lǐng)導(dǎo)人員為實(shí)現(xiàn)提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，一味的降低各方面的成本投入，尤其是設(shè)備更新方面更為顯著，以此將造成工廠應(yīng)用企業(yè)中存在著設(shè)備異常陳舊、老化現(xiàn)象，不僅不利于提升工廠應(yīng)用企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率，而且還給工廠應(yīng)用企業(yè)帶來(lái)了極大的安全隱患。

2.2工廠應(yīng)用企業(yè)的機(jī)械加工技術(shù)工作逐步弱化

目前，我國(guó)仍有相當(dāng)一部分工廠應(yīng)用企業(yè)尚未充分認(rèn)識(shí)到機(jī)械加工技術(shù)的重要性，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)用機(jī)械加工技術(shù)的積極性不高。總結(jié)而言，其主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是在管理規(guī)劃上，工廠應(yīng)用企業(yè)將生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理和安全管理放在諸多管理工作的首要位置，但實(shí)際過(guò)程中，大多數(shù)工廠應(yīng)用企業(yè)未重視起應(yīng)用機(jī)械加工技術(shù)問(wèn)題，使得工廠應(yīng)用企業(yè)的機(jī)械加工技術(shù)得不到全面落實(shí)；二是工廠應(yīng)用企業(yè)中既具有專(zhuān)業(yè)技能有具有管理協(xié)調(diào)能力的綜合性機(jī)械加工技術(shù)人才；三是因應(yīng)用總承包單位的出現(xiàn)，相當(dāng)一部分資質(zhì)高、管理能力強(qiáng)的建設(shè)應(yīng)用企業(yè)將機(jī)械加工技術(shù)責(zé)任承包給應(yīng)用承包單位。綜合上述三方面將造成我國(guó)現(xiàn)行工廠應(yīng)用企業(yè)的機(jī)械加工技術(shù)工作持續(xù)弱化。

3機(jī)械加工虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體開(kāi)發(fā)框架

通常情況下，構(gòu)建機(jī)械加工虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需分四部分進(jìn)行：①三維實(shí)體的建模；②對(duì)模型進(jìn)行貼圖渲染；③針對(duì)于各運(yùn)動(dòng)部件的相互運(yùn)動(dòng)編寫(xiě)相關(guān)程序；④對(duì)機(jī)械加工虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面，后開(kāi)展測(cè)試。虛擬現(xiàn)實(shí)軟件Virtools同時(shí)具備多方面優(yōu)點(diǎn)，包括交互性較強(qiáng)、實(shí)時(shí)渲染功能強(qiáng)大、自身腳本語(yǔ)言應(yīng)用方便及界面美觀性較好等。筆者認(rèn)為，應(yīng)盡可能依托三維建模軟件Inventor開(kāi)展建模工作，如此對(duì)實(shí)現(xiàn)減面具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。此外，3ds Max既具備模型優(yōu)化功能又具備材質(zhì)編輯渲染功能，借助這些功能有助于Inventor與Virtools之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與傳遞。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)在機(jī)械加工中應(yīng)用設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在：第一，落實(shí)好機(jī)械加工虛擬實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，第二，落實(shí)好機(jī)械加工虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，包括虛擬場(chǎng)景漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、交互模塊的設(shè)計(jì)及友好系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)等。

4機(jī)械加工虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1機(jī)械加工虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建模及優(yōu)化

首先，在3ds Max中，采取有效措施推進(jìn)導(dǎo)入模型逐漸向可編輯多邊形的轉(zhuǎn)化，選擇邊元素，并移除那些不必要的邊與刪除那些不必要的面。運(yùn)用抽取簡(jiǎn)化算法對(duì)銑床升降。

4.2虛擬車(chē)間布局設(shè)計(jì)

制造系統(tǒng)的布局設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)布局時(shí)應(yīng)緊密結(jié)合企業(yè)經(jīng)營(yíng)策略，并以最大限度上滿足企業(yè)經(jīng)營(yíng)需求為預(yù)期目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人員物料與所需相關(guān)設(shè)備設(shè)施的科學(xué)合理組織、有效規(guī)劃。依托面向?qū)ο蟮哪M仿真能夠起到優(yōu)化調(diào)整虛擬模型的積極效應(yīng)，同時(shí)運(yùn)用不同決策變量之組合對(duì)設(shè)備利用率、交貨期等多方面內(nèi)容進(jìn)行有效分析，對(duì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最大化與庫(kù)存最小化等目的具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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